gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2016.24.4.122-132gyroscopy-382Research ArticleСтатьиПрогноз угла наклона палубы корабляPrediction of Ship Deck Inclination AngleПелевинА. Е.PelevinА. Е.

Пелевин Александр Евгеньевич, доктор технических наук, зам. главного конструктора по навигации. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

АО «ЦНИИ «Концерн «Электроприбор» (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC, St. PetersburgRussian Federation201603122025244122132Copyright © Пелевин А.Е., 20252025Пелевин А.Е.Pelevin А.Е.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/382

Рассматривается метод прогнозирования качки корабля. В отличие от других подходов в настоящем методе прогнозирования угла качки и увеличения его длительности предлагается учитывать динамические модели корабля и возмущений. Для определения текущих параметров динамической модели качки корабля предложено использовать идентификационную процедуру, а модель волнения настраивать для конкретных условий движения. Приводятся результаты моделирования с анализом, а также прогноз угла качки корабля по данным, полученным при испытании тяжелого авианесущего крейсера.

The paper focuses on a ship motion prediction method. Unlike the other approaches, this prediction method with extended prediction duration uses dynamic models of the ship and disturbances. Identification procedure is used to determine the current parameters of ship motion dynamic model, and disturbance model is adjusted for certain motion conditions. Modeling results with the analyses are given, and the prediction of ship oscillation angle by the data obtained at the tests of a heavy aircraftcarrying cruiser.

Прогноз качки кораблядинамическая модельмодель волненияфильтр Калманаидентификация параметров модели.Ship motion predictiondynamic modeloscillation modelKalman filtermodel parameter identificationReferencesВласов П. Н., Харин Е. Г., Поликарпов В. Г., Ясенок А. В., Копылов И. А., Копелович В. А., Паденко В. М. Технология проведения траекторных измерений для оценки взлета и посадки самолета на корабль с использованием комплекса бортовых траекторных измерений // Новости навигации. 2013. №2. С.22-29.Vlasov P.N., Kharin E.G., Polikarpov V.G., Yasenyuk A.V., Kopylov I.A., Kopelovich V.A., and Padenko V.M. Technology of path measurements to estimate the aircraft carrier takeoff and landing using the set of onboard path measurements // Novosti navigatsii. 2013. No. 2. P. 22–29.Гутнер И.Е., Журавлев Л.Д., Зворыкин Е.Н., Молочников А.А., Орлов М.В. Вычисление текущего угла наклона глиссады для обеспечения посадки самолета на палубу авианосца // Гироскопия и навигация. 2008. №4. С. 40-48.Gutner I.E., Zhuravlev L.D., Zvorykin E.N., Molochnikov A.A., and Orlov M.V. Computing the current glideslope angle to provide aircraft carrier landing // Giroskopiya i Navigatsiya. 2008. No. 4. P. 40–48.Бондарев В.Г. Автоматическая посадка самолета на авианосец // Научный вестник МГТУ ГА. 2012. №185. С. 124-131.Bondarev V.G. Automated aircraft carrier landing // Nauchnyi vestnik MGTU GA. 2012. No. 185. P. 124–131.Нечаев Ю.И., Дегтярев А.Б. Сценарии развития экстремальных ситуаций в бортовых интеллектуальных системах // Искусственный интеллект. 2004. №3. С. 360-370.Nechaev Yu.I., Degtyarev A.B. Scenarios of emergency situations in onboard intellectual systems // Iskusstvennyi intellect. 2004. No. 3. P. 360–370.Ривкин С.С. Стабилизация измерительных устройств на качающемся основании. М.: «Наука», 1978. 320 с.Rivkin S.S. Stabilizatsiya izmeritel’nykh ustroistv na kachayushchemsia osnovanii (Stabilization of Measurement Devices on Oscillating Platform). Moscow: Nauka, 1978.Подоплекин Ю. Ф., Шаров С. Н. Ключевые вопросы теории и проектирования систем посадки беспилотных летательных аппаратов на малоразмерные суда // Информационно-управляющие системы. 2012. №3. С. 22–28.Podoplekin Yu.F., Sharov S.N. Key issues in theory and design of UAV landing on small ships // Informatsionno-upravlyayushchie sistemy. 2012. No. 3. P. 22–28.Крайнов В.И., Тупысев В.А. Об экстраполяции вырабатываемых значений углов качки корабля // Гироскопия и навигация. 1994. №1. С. 58–64.Krainov V.I., Tupysev V.A. On extrapolation of generated ship motion angles // Giroskopiya i Navigatsiya. 1994. No. 1. P. 58–64.Медынский Ю.В. Исследование точностных характеристик систем автоматического управления посадки самолета // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2004. Вып. 14. С. 88–95.Medynskii Yu.V. Studying the accuracy of automatic landing control systems // Nauchnotekhnicheskii vestnik informatsionnykh tekhnologii, mekhaniki i optiki. 2004. No. 14. P. 88–95.Григорьев В.В., Медынский Ю.В., Мотылькова М.М., Мансурова О.К. Прогнозирование процесса вертикальной качки корабля // Изв. ВУЗов. Приборостроение. 2008. Т. 51. №1. С. 29–34.Grigor’ev V.V., Medynskii Yu.V., Motyl’kova M.M., and Mansurova O.K. Predicting the ship vertical motion // Izv. VUZov. Proborostroenie. 2008. Vol. 51. No. 1. P. 29–34.Шаров С.Н., Толмачев С.Г. Прогнозирование положения захватного устройства при посадке беспилотного летательного аппарата на движущееся судно в условиях качки // XXI Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. 2014. С. 205–208.Sharov S.N., Tolmachev S.G. Prediction of the gripping device position in case of UAV landing on a moving ship in the conditions of ship motions // 20th St. Petersburg International Conference on Integrated navigation Systems. 2013. P. 205–208.Куклина Е.А. Краткосрочное прогнозирование углов крена маломерного судна // Международная научная конференция MICROCAD. Николаев: Национальный университет кораблестроения имени адмирала Макарова, 2014.Kuklina E.A. Short-tern prediction of small ship pitch angles // International Scientific Conference MICROCAD. Nikolaev: Admiral Makarov national University of Shipbuilding, 2014.Ra W.S., Whang I.H. Real-time long-term prediction of ship motion for fire control applications // Electronics Letter. 2006. Vol. 42. No. 18. P. 168–173.Ra W.S., Whang I.H. Real-time long-term prediction of ship motion for fire control applications // Electronics Letter. 2006. Vol. 42. No. 18. P. 168–173.Lainiotis D.G., Charalampous C., Giannakopoulos P., Katsikas S. Real time ship motion estimation // Mastering the Oceans Through Technology Proceedings. 1992. Vol. 1. P. 283–287.Lainiotis D.G., Charalampous C., Giannakopoulos P., and Katsikas S. Real time ship motion estimation // Mastering the Oceans Through Technology Proceedings. 1992. Vol. 1. P. 283–287.Yang X., Pota H., Garratt M., Ugrinovskii V. Ship Motion Prediction for Maritime Flight Operations // Proceedings of the 17th World Congress. The International Federation of Automatic Control. Seoul, Korea. July 6-11. 2008. P. 12407–12412.Yang X., Pota H., Garratt M., and Ugrinovskii V. Ship motion prediction for maritime flight operations // Proceedings of the 17th World Congress. The International Federation of Automatic Control. Seoul, Korea. July 6-11, 2008. P. 12407–12412.Lin Z., Yang Q., Guo Z., Li J. An Improved Autoregressive Method with Kalman Filtering Theory for Vessel Motion Predication // International Journal of Intelligent Engineering & Systems. 2011. Vol. 4. No. 4. P. 11–18.Lin Z., Yang Q., Guo Z., and Li J. An improved autoregressive method with Kalman filtering theory for vessel motion prediction // International Journal of Intelligent Engineering & Systems. 2011. Vol. 4. No. 4. P. 11–18.Дмитриев С.П., Пелевин А.Е. Задачи управления и навигации при стабилизации морского судна на траектории. СПб: ГНЦ ЦНИИ «Электроприбор», 2002. 160 c.Dmitriev S.P. and Pelevin A.E. Zadachi upravleniya i navigatsii pri stabilizatsii morskogo sudna na traektorii (Navigation and Control Problems in Ship Stabilization and Path-Following). St. Petersburg: CSRI Elektropribor, 2002.Бородай И.К., Нецветаев Ю.А. Мореходность судов. Л.: Судостроение, 1982. 288 с.Borodai I.K. and Netsvetaev Yu.A. Morekhodnost’ sudov (Ship Sea-Going Performance). Leningrad: Sudostroenie, 1982.Cейдж Э., Мелс Дж. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. Пер. с англ. М.: «Связь», 1976. 496 с.Sage A.P. and Melsa J.L. Estimation Theory with Applications to Communications and Control. McGraw-Hill, 1971.Пелевин А.Е. Идентификация параметров модели объекта в условиях внешних возмущений // Гироскопия и навигация. 2014. №4. С. 111–120.Pelevin A.E. Identification of vehicle model parameters under external disturbances // Giroskopiya i Navigatsiya. 2015. No. 2. P. 143–149.Пелевин А.Е. Использование информации НАП СНС при идентификации параметров модели морского судна // Новости навигации. 2016. №2. С. 21–25.Pelevin A.E. Using GNSS user data to identify the parameters of sea-going ship model // Novosti navigatsii. 2016. No. 2. P. 21–25.Ремез Ю.В. Качка корабля. Л.: Судостроение, 1983. 328 с.Remez Yu.V. Kachka korablia (Ship Oscillation Motion). Leningrad: Sudostroenie, 1983.Чижиумов С.Д. Основы динамики судов на волнении. Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2010. 110 с.Chizhiumov S.D. Osnovy dinamiki sudov na volnenii (Basics of Ship Dynamics during Disturbances). Komsomolsk-on-Amur: KnAGTU, 2010.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.